居里夫人和镭的故事
居里夫人和镭的故事
居里夫人,原名:玛丽·斯可罗多夫斯卡(波兰文:MabyaSklodowska)
玛丽·居里(MarieCurie),(1867.11.7—1934.7.4),出生于波兰,是法国波兰的物理学家、化学家。世界著名科学家,研究放射性现象,发现镭和钋(pō)两种天然放射性元素,一生两度获诺贝尔奖(第一次获得诺贝尔物理奖,第二次获得诺贝尔化学奖)。用了好几年在研究镭的过程中,作为杰出科学家,居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事,但得到的多是一个简化和不完整的印象。世人对居里夫人的认识,很大程度上受其次女在1937年出版的传记《居里夫人》(MadameCurie)所影响。这本书美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地处理了。美国传记女作家苏珊·昆(SusanQuinn)花了七年时间,收集包括居里家庭成员和朋友的没有公开的日记和传记资料。于去年出版了一本新书:《玛丽·居里:她的一生》(MariaCurie::ALife),为她艰苦、辛酸和奋斗的生命历程描绘了一幅更详细和深入的图像。她的长女伊伦娜,核物理学家,与丈夫约里奥因发现人工放射性物质共同获得诺贝尔化学奖。次女艾利,音乐家、传记作家,其丈夫曾以联合国儿童基金组织总干事的身份接受瑞典国王于1965年授予该组织的诺贝尔和平奖。
靠自学走进巴黎大学
玛丽·居里是家中5个子女中最小的,也是最聪明的一个。她的父亲是一名收入十分有限的中学数理教师,妈妈是中学教员。玛丽的童年是不幸的,她的妈妈得了严重的传染病,是大姐照顾她长大的。后来,妈妈和大姐在她不满10岁时就相继病逝了。她的生活中充满了艰难。这样的生活环境不仅培养了她独立生活的能力,也使她从小就磨炼出了非常坚强的性格。
玛丽从小学习就非常勤奋刻苦,对学习有着强烈的兴趣和特殊的爱好,从不轻易放过任何学习的机会,处处表现出一种顽强的进取精神。从上小学开始,她每门功课都考第一。15岁时,就以获得金奖章的优异成绩从中学毕业。她的父亲早先曾在圣彼得堡大学攻读过物理学,父亲对科学知识如饥似渴的精神和强烈的事业心,也深深地熏陶着小玛丽。她从小就十分喜爱父亲实验室中的各种仪器,长大后她又读了许多自然科学方面的书籍,更使她充满幻想,她急切地渴望到科学世界探索。但是当时的家境不允许她去读大学。19岁那年,她开始做长期的家庭教师,同时还自修了各门功课,为将来的学业作准备。这样,直到24岁时,她终于来到巴黎大学理学院学习。她带着强烈的求知欲望,全神贯注地听每一堂课,艰苦的学习使她身体变得越来越不好,但是她的学习成绩却一直名列前茅,这不仅使同学们羡慕,也使教授们惊异,入学两年后,她充满信心地参加了物理学学士学位考试,在32名应试者中,她考了第一名。第二年,她又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位。
1894年初,玛丽接受了法兰西共和国国家实业促进委员会提出的关于各种钢铁的磁性科研项目。在完成这个科研项目的过程中,她结识了理化学校教师皮埃尔·居里,他是一位很有成就的青年科学家。用科学为人类造福的共同意愿使他们结合了。玛丽结婚后,人们都尊敬地称呼她居里夫人。1896年,居里夫人以第一名的成绩,完成了大学毕业生的任职考试。第二年,她又完成了关于各种钢铁的磁性研究。但是,她不满足已取得的成绩,决心考博士,并确定了自己的研究方向。站到了一条新的起跑线上。
居里夫人发现镭
1898年12月26日,玛丽在提交给法国科学院的报告中宣布他们又发现一个比铀的放射性要强百万倍的新元素——镭。这是皮埃尔·居里和他的妻子玛丽·斯克洛道夫斯卡婚后3年的伟大爱情的结晶。这一发现把当时在物理学领域中信奉了几个世纪的整个理论翻了个底朝天。一些保守的科学家表示怀疑“镭在哪里?指给我们看看,我们才能相信!”皮埃尔和玛丽决心以事实来回答这一切怀疑。但是,要提炼出纯镭,必须要有大量的矿物和较大的实验室。沥青铀矿是一种最贵的矿物,他们买不起,后来在奥地利的一位教授的帮助下,他们花掉了全部的存款,变卖了所有值钱的东西,才买到十几麻袋沥青铀矿渣。为了实验室,居里夫妇同巴黎大学交涉,回答他们的是一番无情的嘲笑。最后是理化学校同意供给他们一个长期不用的木棚。木棚的地面是用沥青铺的,玻璃房顶破旧得不蔽风雨。室内只有两张破旧的桌子,一只炉子和一块皮埃尔用来进行计算的小黑板。居里夫妇就在这样的破屋里开始了伟大的科学试验。
镭(radium)简介
居里夫妇发现的:一种化学元素。化学符号Ra,原子序数88,原子量226.0254,属周期系ⅡA族,为碱土金属的成员和天然放射性元素。1898年玛丽.居里和皮埃尔.居里从沥青铀矿提取铀后的矿渣中分离出溴化镭,1910年又用电解氯化镭的方法制得了金属镭,它的英文名称来源于拉丁文radius,含义是“射线”。镭在地壳中的含量为1×10-9%,已发现质量数为206~230的同位素中,除镭223、镭224、镭226、镭228是天然放射性同位素外,其余都是用人工方法合成的。镭存在于所有的铀矿中,每2.8吨铀矿中含1克镭。
镭是银白色金属,熔点700℃,沸点低于1140℃,密度约5克/厘米3。镭是最活泼的碱土金属,在空气中迅速与氮气和氧气作用,生成氮化物和氧化物,与水反应剧烈,生成氢氧化镭和氢气。镭的最外电子层有两个电子,氧化态为+2,只形成+2价化合物。镭盐和相应的钡盐属同晶形化合物,化学性质很相似。氯化镭、溴化镭、硝酸镭都易溶于水,硫酸镭、碳酸镭、铬酸镭难溶于水。镭有剧毒,它能取代人体内的钙并在骨骼中浓集,急性中毒时,会造成骨髓的损伤和造血组织的严重破坏,慢性中毒可引起骨瘤和白血病。镭是生产铀时的副产物,用硫酸从铀矿石中浸出铀时,镭即成硫酸盐存在于矿渣中,然后转变为氯化镭,用钡盐为载体,进行分级结晶,可得纯的镭盐。金属镭则由电解氯化镭制得。镭及其衰变产物发射γ射线,能破坏人体内的恶性组织,因此镭针可治癌症.
存在于多种矿石和矿泉中,但含量极稀少,较多的来源于沥青铀矿中。在处理沥青铀矿提取铀时,镭经常与钡一起在不溶于酸的残渣中以硫酸盐形式回收,当时居里夫人用了3年9个月提炼出0.1克镭。镭能放射出α和γ两种射线,并生成放射性气体氡。镭放出的射线能破坏、杀死细胞和细菌。因此,常用来治疗癌症等。此外,镭盐与铍粉的混合制剂,可作中子放射源,用来探测石油资源、岩石组成等。
镭的发现
在柏克勒尔对于铀的放射性质进行了开创先河的观察和研究以后,跟着便发现铀的射线也像X射线,能使空气和其他气体产生导电性,而钍的化合物也经人发现有着类似的性质。
1896年起,居里夫人和她的丈夫一起进行了系统的发现,在各种元素与其化合物以及天然物中寻找这种效应。
玛丽亚·斯可罗多夫斯卡娅,即著名的居里夫人,1867年11月7日诞生于波兰华沙的一个书香门第之家。父亲是大家的物理教授,母亲是钢琴家。玛丽亚具有父亲的智慧和母亲的灵巧,从小就对科学实验发生了浓厚的兴趣。
1891年,她到巴黎求学。学业完成后,她原本打算回到正在遭受着沙皇铁蹄践踏的祖国,去为祖国竭尽自己的绵薄之力,同时,也为父母尽一个女儿的孝心。
但是,同法国物理学家皮埃尔·居里先生的相识、相恋和成为终身伴侣,彻底改变了她原来的计划,她只好侨居法国,并于1897年生了一个可爱的女儿。
柏克勒尔现象,引起了居里夫妇的浓厚兴趣,射线放出来的力量究竟是从哪里来的呢?这种放射的性质又是什么呢?
居里夫人把自己的全部身心都投入到铀盐的研究中去了,她广为搜罗并研究了各种铀盐矿石,她被铀盐矿石神奇的射线所吸引,她把特别的爱奉献给了这种特别的矿石。
接受过严格而又系统的高等化学教育的居里夫人,在研究铀盐矿石时想到,没有任何理由可以证明铀是唯一能发射射线的化学元素。她猜想,一定还会有别的元素也具有同样的力量,只不过人们目前还不知道罢了。
她依据门捷列夫的元素周期律排列的元素,逐一进行测定,结果很快发现另外一种钍元素的化合物,也自动发出射线,与铀射线相似,强度也较接近。
居里夫人认识到,这种现象决不只是铀的特性,必须给它一个新名称,居里夫人就把它命名为“放射性”,铀、钍等有这种特殊“放射”功能的物质,叫做“放射性元素”。
后来,在她的丈夫皮埃尔先生的帮助下,她又测定了能够收集到的所有矿物,她想知道还有哪些矿物具有放射性。
在测量中,她获得了又一个戏剧性的发现,在一种来自当时的捷克斯洛伐克的沥青铀矿中,她发现,其放射性强度比原先设想的要大不知多少倍。
那么,这种不正常的而且过度的放射性又是从哪里来的呢?用这些沥青铀矿中的铀和针的含量,决不能解释她观察到的放射性的强度。
因此,只能有一种解释,这些沥青矿物中含有一种比铀和针的放射性作用强得多的新元素,而且不是当时人类所已经知道的元素,它一定是一种未知的元素。
居里夫人的发现吸引了皮埃尔先生的注意,居里夫妇携起手来,并驾齐驱,向科学的未知领域发起强有力的进攻。
在条件极其简陋的实验室里,经过居里夫妇锲而不舍的长期努力,1898年7月,他们宣布发现了这种新元素,它比纯铀放射性要高出400倍。